干细胞含透明质酸海绵状水凝胶用于糖尿病伤口综合愈合

天逸健见 2024-06-27 07:24:13

糖尿病足溃疡(DFUs)是全球非外伤性足部截肢的主要原因。许多DFUs伴随有糖尿病性周围神经病变,这种病变由于神经损伤导致触觉、疼痛和/或温度感觉丧失。糖尿病性周围神经病变与其他因素(如持续炎症、受损的再上皮化、金属蛋白酶和组织抑制金属蛋白酶水平失衡,以及血管生成和血流减少)相结合,被认为是糖尿病伤口愈合受阻的原因。使用由细胞外基质组成的高级敷料或包含细胞和生长因子的敷料治疗DFUs已被证明可以加速伤口闭合。尽管如此,有助于伤口愈合进展的机制尚未完全理解。

DFU愈合与糖尿病性周围神经病变之间的相关性尚未建立,这可能是为什么在开发新的DFU疗法时没有直接针对神经病变。到目前为止,一些研究通过向伤口输送神经介质以提高伤口的再上皮化,以解决糖尿病伤口中神经介质水平降低的问题。其他研究将雪旺细胞整合到皮肤组织工程替代品中,显示出移植组织中神经纤维数量增加、神经迁移增强、神经生长和髓鞘形成。尽管这些结果很有趣,但用于临床应用的自体人类雪旺细胞的分离和扩增可能是一个挑战。

干细胞被视为一种潜在的替代品。非人类来源的干细胞在神经发生混合物中培养或与背根神经节神经元共培养,分化成雪旺细胞表型,显示出雪旺细胞的典型功能特征。然而,由于未分化的干细胞表达胶质细胞标记和产生神经营养因子,人类来源干细胞的实际分化仍然是有争议的。由水凝胶获得的海绵状水凝胶具有独特的特性,包括固有的细胞粘附特性,已被证明对皮肤组织工程有益。当与透明质酸结合时,海绵状水凝胶还表现出透明质酸酶介导的生物降解,导致缺血小鼠后肢的透明质酸含量依赖性血管生成。此外,当微血管内皮细胞和人类脂肪干细(hASCs)被包裹在结冷胶-透明质酸(GG-HA)海绵状水凝胶中时,观察到对切除性皮肤伤口的血管新生有增强效果。

在这种情况下,假设在神经源性培养基中预处理的hASCs会获得类似雪旺细胞的表型,并具有释放神经营养因子的能力,这对于神经修复至关重要。因此,在选定的神经发生调节培养基中培养的GG-HA海绵状水凝胶内的hASCs将作为一个产生神经营养因子的平台,最终促进糖尿病皮肤伤口中的神经形成。从海绵状水凝胶释放的血管生成HA片段,结合hASCs作为炎症调节因子的能力,将对平衡伤口的炎症状态产生扩展效应。

文章提出了一种指导炎症、新生血管和糖尿病伤口新神经支配的策略。为了增强神经再生的相关分泌组,干细胞在神经源性/标准介质下在透明质酸海绵状水凝胶中预培养,然后移植到糖尿病小鼠全层伤口,以脱细胞海绵状水凝胶和空创面为对照。移植后4周,各实验组均获得了再上皮化,而海绵细胞水凝胶的表皮更厚、分化程度更高。所有实验组在损伤后2周均出现了伤口愈合从炎症阶段向增殖阶段的转变,但在神经源性预处理组中观察M2(CD163þ)/M1(CD86þ)亚型比显著升高,也未能促进新神经支配。非条件组的表皮内神经纤维数量较多,这可能是由于炎症期到增殖期的过渡更受控制。总的来说,含有干细胞的海绵状水凝胶通过积极影响再上皮化和调节炎症反应促进成功的新神经支配,代表了一种有希望的方法来促进糖尿病伤口愈合。

【参考文献】

1.Stem Cell-Containing HyaluronicAcid-Based Spongy Hydrogels forIntegrated Diabetic Wound Healing

2. Reduced expression of PDGF and PDGF receptors during impaired wound healing.

3. Inflammation and axon regeneration.

4. Improvement of nerve regeneration in tissue-engineered skin enriched with schwann cells.

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